本實(shí)用新型涉及一種減振器，尤其涉及一種同時采用液壓油和磁流變液兩種工作介質(zhì)的雙套筒減振器。

背景技術(shù)：

減振器因其阻尼力容易調(diào)整、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于汽車懸架系統(tǒng)及鐵路機(jī)車車輛、建筑物及橋梁的減振抗震等方面。

傳統(tǒng)的液壓減振器中填充的工作介質(zhì)是普通液壓油，其結(jié)構(gòu)簡單且無須外部能量輸入，但由于液壓油粘度不可變且粘度小，其輸出阻尼力較小且不可控，不能適應(yīng)各種變化的工作工況。

磁流變減振器是以磁流變液為工作介質(zhì)的新型減振器，對磁流變減振器活塞中勵磁線圈通一定大小的電流時，在磁場作用下，阻尼間隙中自由流動的磁流變液可在毫秒級范圍內(nèi)由粘性液體變化為半固體狀態(tài)，從而獲得可控阻尼力。磁流變減振器所具有的毫秒級響應(yīng)速度、大控制范圍和大阻尼力輸出的特點(diǎn)，使得它成為工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)秀的半主動減振器。但是磁流變減振器也有一些固有缺點(diǎn)，例如，由于無磁場下的磁流變液的粘度比普通液壓油的粘度更大，所以即使在無電流輸入的情況下，磁流變減振器也會施加一個較硬的阻尼力，從而導(dǎo)致在某些情況下減振效果惡化。同時磁流變液較之普通液壓油更貴，增加了磁流變減振器的制造成本。另外，目前常用的單線圈磁流變減振器上下腔壓力差較小，阻尼力動態(tài)調(diào)節(jié)范圍也較窄。這些缺點(diǎn)也阻礙了磁流變減振器的工業(yè)應(yīng)用發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服背景技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種同時采用液壓油和磁流變液兩種工作介質(zhì)的雙套筒減振器。在液壓減振器中增設(shè)一個內(nèi)套筒，內(nèi)套筒中填充磁流變液形成一個小型磁流變減振器。本實(shí)用新型雙套筒減振器由一個液壓減振器和一個磁流變減振器共同組合而成，其中液壓減振器的活塞由三根周向均勻布置的活塞桿連接帶動上下往復(fù)運(yùn)動。液壓減振器提供固定不可控的阻尼力；磁流變減振器提供可控阻尼力，同時在磁流變減振器內(nèi)活塞中的環(huán)形凹槽上纏繞兩組線圈，可同時形成三個有效阻尼間隙。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計可產(chǎn)生較大可控阻尼力，同時提高了阻尼力動態(tài)調(diào)節(jié)范圍。另外，利用液壓油能夠有效地對高速沖擊振動進(jìn)行較平緩的減振。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括：上吊耳(1)、活塞桿夾具(2)、外活塞桿(3)、減振器上端蓋(4)、減振器外套筒(5)、螺母Ⅰ(6)、線圈Ⅰ(7)、浮動活塞Ⅰ(8)、減振器下端蓋(9)、下吊耳(10)、補(bǔ)償彈簧(11)、浮動活塞Ⅱ(12)、螺母Ⅱ(13)、線圈Ⅱ(14)、內(nèi)活塞(15)、外活塞(16)、減振器內(nèi)套筒(17)、內(nèi)活塞桿(18)以及螺母Ⅲ(19)；活塞桿夾具(2)與外活塞桿(3)間隙配合，并通過螺釘固定連接；活塞桿夾具(2)中心加工有圓形通孔，內(nèi)活塞桿(18)與活塞桿夾具(2)中心圓形通孔內(nèi)表面間隙配合；內(nèi)活塞桿(18)上端外表面加工有外螺紋，緊貼活塞桿夾具(2)下端面部位加工有環(huán)形凸臺；上吊耳(1)下端面中心加工有內(nèi)螺紋孔；內(nèi)活塞桿(18)與活塞桿夾具(2)通過上吊耳(1)進(jìn)行緊固連接；減振器上端蓋(4)加工有中心圓形通孔和3個周向均勻布置的圓形通孔，3根外活塞桿(3)分別與減振器上端蓋(4)的3個周向均勻布置的圓形通孔內(nèi)表面間隙配合，內(nèi)活塞桿(18)與減振器上端蓋(4)中心圓形通孔內(nèi)表面間隙配合，并通過密封圈進(jìn)行密封；減振器上端蓋(4)與減振器外套筒(5)上端面間隙配合，并通過螺釘固定連接；減振器上端蓋(4)與減振器外套筒(5)通過密封圈進(jìn)行密封；減振器內(nèi)套筒(17)上端加工有環(huán)形凸臺；減振器內(nèi)套筒(17)與減振器上端蓋(4)通過螺釘和螺母Ⅲ(19)進(jìn)行緊固連接；減振器內(nèi)套筒(17)與減振器上端蓋(4)通過密封圈進(jìn)行密封；外活塞(16)加工有3個周向均勻布置的圓形通孔，外活塞桿(3)下端與外活塞(16)圓形通孔內(nèi)表面過盈配合；外活塞桿(3)下端外表面加工有外螺紋；外活塞桿(3)與外活塞(16)通過螺母Ⅰ(6)進(jìn)行緊固連接；外活塞(16)外表面與減振器外套筒(5)通過密封圈進(jìn)行密封，外活塞(16)內(nèi)表面與減振器內(nèi)套筒(17)外表面通過密封圈進(jìn)行密封；外活塞(16) 加工有3個周向均勻布置的供液壓油通過的腰形通孔A，其徑向?qū)挾葹?.0mm；內(nèi)活塞(15)中間加工有圓形通孔，內(nèi)活塞桿(18)下端與內(nèi)活塞(15)圓形通孔內(nèi)表面過盈配合；內(nèi)活塞桿(18)下端外表面加工有外螺紋；內(nèi)活塞桿(18)與內(nèi)活塞(15)通過螺母Ⅱ(13)進(jìn)行緊固連接；內(nèi)活塞(15)外圓周面加工有2個環(huán)形凹槽；線圈Ⅰ(7)纏繞于內(nèi)活塞(15)上側(cè)環(huán)形凹槽中；線圈Ⅱ(14)纏繞于內(nèi)活塞(15)下側(cè)環(huán)形凹槽中；內(nèi)活塞(15)與減振器內(nèi)套筒(17)內(nèi)表面通過密封圈進(jìn)行密封；內(nèi)活塞(15)加工有3個周向均勻布置的供磁流變液通過的腰形通孔B，其徑向?qū)挾葹?.0mm；內(nèi)活塞(15)外表面加工有2個引線槽，內(nèi)活塞桿(18)、活塞桿夾具(2)中心和上吊耳(1)加工有引線孔；線圈Ⅰ(7)和線圈Ⅱ(14)的引線分別通過內(nèi)活塞(15)外表面的引線槽，經(jīng)過內(nèi)活塞桿(18)和活塞桿夾具(2)的引線孔，再通過上吊耳(1)的引線孔中引出；浮動活塞Ⅰ(8)外表面與減振器外套筒(5)通過密封圈進(jìn)行密封，浮動活塞Ⅰ(8)內(nèi)表面與減振器內(nèi)套筒(17)外表面通過密封圈進(jìn)行密封；浮動活塞Ⅱ(12)與減振器內(nèi)套筒(17)內(nèi)表面通過密封圈進(jìn)行密封；減振器內(nèi)套筒(17)底部中間加工有圓形沉孔，補(bǔ)償彈簧(11)下端與減振器內(nèi)套筒(17)圓形沉孔間隙配合，補(bǔ)償彈簧(11)上端與浮動活塞Ⅱ(12)下端面接觸；減振器下端蓋(9)上端面中心加工有圓形沉孔，減振器內(nèi)套筒(17)外表面與減振器下端蓋(9)圓形沉孔間隙配合；減振器下端蓋(9)與減振器外套筒(5)下端面間隙配合，并通過螺釘固定連接；減振器下端蓋(9)與減振器外套筒(5)通過密封圈進(jìn)行密封；減振器下端蓋(9)下端加工有外螺紋；下吊耳(10)上端面中心加工有內(nèi)螺紋孔；減振器下端蓋(9)與下吊耳(10)通過螺紋緊固連接；減振器上端蓋(4)、外活塞(16)以及減振器外套筒(5)之間圍成封閉容腔Ⅰ；外活塞(16)、浮動活塞Ⅰ(8)以及減振器外套筒(5)之間圍成封閉容腔Ⅱ；浮動活塞Ⅰ(8)、減振器下端蓋(9)以及減振器外套筒(5)之間圍成封閉容腔Ⅲ；減振器上端蓋(4)、內(nèi)活塞(15)以及減振器內(nèi)套筒(17)之間圍成封閉容腔Ⅳ；內(nèi)活塞(15)、浮動活塞Ⅱ(12)以及減振器內(nèi)套筒(17)之間圍成封閉容腔Ⅴ；封閉容腔Ⅰ和封閉容腔Ⅱ內(nèi)填充液壓油；封閉容腔Ⅲ內(nèi)填充壓縮氣體；封閉容腔Ⅳ和封閉容腔Ⅴ內(nèi)填充磁流變液；當(dāng)外活塞桿(3)和內(nèi)活塞桿(18)沿軸向方向受拉伸時，封閉容腔Ⅰ內(nèi)的液壓油經(jīng)過液流通道進(jìn)入封閉容腔Ⅱ，封閉容腔Ⅳ內(nèi)的磁流變液經(jīng)過液流通道進(jìn)入封閉容腔Ⅴ；當(dāng)外活塞桿(3)和內(nèi)活塞桿(18)沿軸向方向受壓縮時，封閉容腔Ⅱ內(nèi)的液壓油經(jīng)過液流通道進(jìn)入封閉容腔Ⅰ，封閉容腔Ⅴ內(nèi)的磁流變液經(jīng)過液流通道進(jìn)入封閉容腔Ⅳ；外活塞桿(3)沿軸向方向運(yùn)動時，封閉容腔Ⅰ和封閉容腔Ⅱ的體積會發(fā)生相應(yīng)變化，此時浮動活塞Ⅰ(8)會通過軸向方向的上下浮動來實(shí)現(xiàn)體積補(bǔ)償；內(nèi)活塞桿(18)沿軸向方向運(yùn)動時，封閉容腔Ⅳ和封閉容腔Ⅴ的體積會發(fā)生相應(yīng)變化，此時浮動活塞Ⅱ(12)會通過軸向方向的上下浮動來實(shí)現(xiàn)體積補(bǔ)償，補(bǔ)償彈簧(11)會支撐浮動活塞Ⅱ(12)的運(yùn)動，也可以起到消振的作用。

本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是：

(1) 本實(shí)用新型雙套筒減振器同時結(jié)合了液壓減振器和磁流變減振器的優(yōu)點(diǎn)，其中較低粘度的液壓油能夠有效地對高速沖擊振動進(jìn)行較為平緩的減振，同時利用磁流變液能夠?qū)p振器的輸出阻尼力進(jìn)行有效的控制，以適應(yīng)于各種變化的工作工況。特別適用于汽車懸架與鐵路機(jī)車的減振系統(tǒng)。

(2) 本實(shí)用新型雙套筒減振器中的磁流變減振器內(nèi)活塞的環(huán)形凹槽上纏繞了兩組線圈，可同時形成三個有效阻尼間隙。磁流變液經(jīng)過三個有效阻尼間隙的作用，可以獲得更大的輸出阻尼力，從而使得阻尼力動態(tài)調(diào)節(jié)范圍更寬。同時，對兩組線圈可施加同向電流和反向電流，并且兩組電流的大小可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行變化，從而使得減振器的阻尼力控制更加靈活。

(3) 本實(shí)用新型雙套筒減振器內(nèi)套筒體積較小，所以對于價格較貴的磁流變液所需量較少，使減振器制造成本有所降低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型活塞組件示意圖。

圖3是本實(shí)用新型內(nèi)活塞結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型中磁流變減振器通異向電流時工作原理示意圖。

圖5是本實(shí)用新型中磁流變減振器通同向電流時工作原理示意圖。

圖6是本實(shí)用新型減振器內(nèi)套筒上端面俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

如圖1所示，本實(shí)用新型包括：上吊耳(1)、活塞桿夾具(2)、外活塞桿(3)、減振器上端蓋(4)、減振器外套筒(5)、螺母Ⅰ(6)、線圈Ⅰ(7)、浮動活塞Ⅰ(8)、減振器下端蓋(9)、下吊耳(10)、補(bǔ)償彈簧(11)、浮動活塞Ⅱ(12)、螺母Ⅱ(13)、線圈Ⅱ(14)、內(nèi)活塞(15)、外活塞(16)、減振器內(nèi)套筒(17)、內(nèi)活塞桿(18)以及螺母Ⅲ(19)。

圖2是本實(shí)用新型活塞組件示意圖。其中外活塞(16)由3根周向均勻布置的外活塞桿(3)連接帶動上下往復(fù)運(yùn)動，內(nèi)活塞(15)由內(nèi)活塞桿(18)連接帶動上下往復(fù)運(yùn)動。在外活塞(16)中加工有3個周向均勻布置的供液壓油通過的腰形通孔A，在內(nèi)活塞(15)中加工有3個周向均勻布置的供磁流變液通過的腰形通孔B。

圖3是本實(shí)用新型內(nèi)活塞結(jié)構(gòu)示意圖。活塞中部加工有2個環(huán)形凹槽，分別纏繞線圈Ⅰ和線圈Ⅱ。

圖4是本實(shí)用新型中磁流變減振器通異向電流時工作原理示意圖。當(dāng)向線圈Ⅰ、線圈Ⅱ分別輸入相反方向的電流時，可使兩組線圈磁力線走向相反。在有效阻尼間隙Ⅶ中，兩組線圈產(chǎn)生的磁場在該處同向，其磁場強(qiáng)度迅速增大。在有效阻尼間隙Ⅵ、Ⅷ中，其磁場強(qiáng)度隨電流的增加而增大。

圖5是本實(shí)用新型中磁流變減振器通同向電流時工作原理示意圖。當(dāng)向線圈Ⅰ、線圈Ⅱ分別輸入相同方向的電流時，可使兩組線圈磁力線走向相同。在有效阻尼間隙Ⅶ中，兩組線圈產(chǎn)生的磁場在該處異向，其磁場強(qiáng)度迅速減小。在有效阻尼間隙Ⅵ、Ⅷ中，其磁場強(qiáng)度隨電流的增加而增大。

圖6是本實(shí)用新型減振器內(nèi)套筒上端面俯視圖。其中，與外活塞桿相對應(yīng)的位置加工有3個周向均勻布置的供外活塞桿通過的圓弧缺口。

本實(shí)用新型工作原理如下：

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)用新型雙套筒減振器由一個液壓減振器和一個磁流變減振器構(gòu)成，其中液壓減振器的外活塞由三根周向均勻布置的外活塞桿連接帶動上下往復(fù)運(yùn)動，磁流變減振器的內(nèi)活塞由內(nèi)活塞桿連接帶動上下往復(fù)運(yùn)動。液壓減振器中的液壓油在封閉容腔Ⅰ與封閉容腔Ⅱ之間自由流動并形成壓力差，其粘度較低且不可變，從而為減振器提供較平穩(wěn)的固定不可控阻尼力。在磁流變減振器中，當(dāng)向線圈Ⅰ、線圈Ⅱ的引線內(nèi)分別輸入一定方向及大小的電流時，由于電磁效應(yīng)就會在三個有效阻尼間隙Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ內(nèi)產(chǎn)生磁場，使得阻尼間隙中自由流動的磁流變液在磁場作用下由粘性液體迅速變化為半固體狀態(tài)，磁流變液的粘度迅速增加且隨外加磁場強(qiáng)度的增加而增加，從而在減振器封閉容腔Ⅳ和封閉容腔Ⅴ之間形成較大壓力差，產(chǎn)生較大的阻尼力。通過控制輸入電流的方向及大小就可控制阻尼間隙內(nèi)磁場的強(qiáng)度，使三個有效阻尼間隙兩端之間的壓差發(fā)生變化，形成三級調(diào)壓，進(jìn)而可控制封閉容腔Ⅳ和封閉容腔Ⅴ之間的壓力差，最終與液壓減振器相結(jié)合，達(dá)到所需的可控輸出阻尼力。